Alimentations à découpage (SMPS2)

Alimentations à découpage (SMPS2)
Basé sur le texte « Switching regulators de Analog Devices »
1-Qu’entend t-on par « switching regulator controller » ?
 Il s’agit d’un circuit intégré d’alimentation à découpage qui n’incorpore que la
portion de contrôle. Il ne possède pas d’éléments de puissance. Ces derniers doit
être rajoutés à l’extérieur du C.I. (Transistor, bobine, condensateurs)
2- Dans un bloc d’alimentation à découpage, comment peut-on minimiser la
production de bruit généré.
 Par l’ajout de filtres à l’entrée et à la sortie, la sélection des composantes
adéquates, la conception de circuits imprimés conformes et par le blindage
« shielding ».
3-Dans le cas d’un régulateur de type boost, pourquoi le courant à la sortie est plus
petit qu’à l’entrée.
 Car la puissance de sortie ≈ puissance d’entrée et que Vout > Vin.
4-Quel serait les facteurs dans le choix d’un A.D. plutôt qu`un bloc d’alimentation
linéaire?
 La puissance. C.-à-d. si la puissance est moindrement grande (>10W) l’A.D.
présentera un avantage par rapport à la taille et le coût.
 Également l’efficacité des A.D. permet de prolonger l’autonomie des systèmes
employant des piles et accumulateurs.
5- Dans une alimentation de type « off-line » quel est l’avantage d’une architecture
distribuée?
 Seulement le convertisseur doit être isolé pour maintenir une isolation.
 Chaque convertisseur DC/DC peut être localisé près de sa charge.
 Les pertes I2R sont minimisées car la somme des courants est généralement
inférieure à la sortie que celui du convertisseur intermédiaire.
 Il est possible d’éteindre sélectivement chacun des blocs si nécessaire.
 Simplicité du transformateur C.A.

6- Qu’entends t-on par « Quiescent power dissipation » ?
C’est la puissance minimale nécessaire pour alimenter un circuit (sans charge).
Cette puissance est déterminante dans la détermination de l’autonomie d’une
application à piles.
7- Comment assure t-on la régulation dans un régulateur « buck » ?
On compare la tension de sortie (ou une portion de Vout) par rapport à une
référence. On varie ensuite le coefficient d’utilisation en conséquence (En
fonction de la tension d’erreur).
8- Un convertisseur de type « Buck » produisant une sortie de 6V est alimenté
d’un accumulateur de 12V . La fréquence de commutation est de 10 kHz. Une
inductance de 20mH et un condensateur de 100uF sont employés.
Que se passe-t-il lorsque le courant de charge devient trop faible ?
Le courant dans l’inductance tombe à 0 et le régulateur pas en mode discontinu, et
place ainsi le circuit en résonance.
À quel condition ce phénomène se passe t’il ?
Lf
Vout
Iout Vin
Vout
2
)1( 
kmH
Iout 10202
)1(6 12
6
Iout < 7.5mA
9- Quel est l’avantage d’avoir un PWM à fréquence variable avec « off-time »
constant dans un régulateur de type « buck »?
Permet de maintenir l’ondulation de courant constante en fonction de Vin.
10-Expliquez le PBM.
Le Pulse Burst Mode envois une onde carrée coupée par intervalles au
commutateur. Cette technique est employée lorsque la tension de sortie tombe
près de 0 volts, par exemple dans le cas d’un court-circuit. Le but est de
minimiser le courant lorsque le C.U. « D » est faible dans un modulateur PWM.

11- Quel est l’utilité du « feed-forward » ?
Cette technique consiste à changer le C.U. « D » d’un modulateur PWM lorsque
Vin varie Il est normalement utilisé lors de variations rapide du Vin ou pour
limiter le PWM maximal lorsque Vin est élevé.
12- Quelle est l’utilité du Current mode control » ?
Puisque qu’il faut filtrer la sortie d’un régulateur A.D. ceci cause un délai,
limitant le temps de réaction de la boucle de tension. Le courant est alors
échantillonné et retourné au contrôleur pour limiter ce dernier ce qui procure un
temps de réaction plus rapide du régulateur. Également cette approche protège le
transistor de sortie contre un trop grand courant et empêche la bobine de saturer.
13a- Quel type de transistor est-il plus approprié dans un « buck » ?
PNP ou P channel à cause que la tension pour saturer le transistor est à l’intérieur
de Vin
13b- Quel type de transistor est-il plus approprié dans un « boost » ?
NPN ou Nchannel à cause que la tension pour saturer le transistor est à l’intérieur
de Vin
14- Quels sont les critères de sélection d’un transistor MOSFET dans un A.D. ?
Courant de pointe, tension d’activation, puissance et la résistance Rds.
15- Expliquez le rôle des redresseurs synchrone « synchronous rectifier ».
Il s’agit d’un circuit servant à remplacer les diodes d’un circuit par des
commutateurs de basses impédances. L’efficacité d’un A.D est alors améliorée en
supprimant les Vdiodes.
16- Qu’est-ce que le « body diode » ?
C’est la diode parasite que l’on retrouve dans un MOSFET.
17- De quoi dépend le flux magnétique d’une bobine ?
Du courant dans la bobine, du nombre d’enroulement, de la géométrie et du type
de noyau.

18- Quels sont les avantages et désavantages du « air-gap » dans les bobines d’un
A.D ?
Avantages :
Permet d’étendre la gamme d’utilisation de courants d’une bobine (plus linéaire
car pas de saturation). Constitue un bon compromis entre une inductance à air et
une inductance avec noyau ferromagnétique.
Désavantages :
La fente du noyau irradie de l’énergie sous forme d’onde électromagnétique.
19- Quels matériaux, en ordre de qualité sont employés comme noyau des
bobines dans les A.D. ?
 Poudre de fer
 Ferrite
 Kool-Mu
 Molypermalloy